KR100633625B1 - 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치에 관한 것으로서, 차량용 부품의 도막에 대한 내찰상성 시험 평가를 정확하게 재현시킬 수 있도록 한 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치에 있어서, 제어판을 포함하는 지지대와; 상기 지지대의 상면에 그 길이방향을 따라 고정 설치되어 제자리 회전하는 선형모터 가이드레일과; 상기 가이드레일에 체결되어 좌우로 왕복운동하는 시편거치대와; 상기 지지대의 일끝단부에 장착되는 수평조절부와; 상기 수평조절부의 안쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착되는 마찰자와; 상기 수평조절부의 바깥쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착된 수평추를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치를 제공한다.
도막 내찰상성, 시편거치대, 클립, 마찰자, 수평조절부
Description
도 1은 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치를 나타내는 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치를 나타내는 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치의 마찰자에 부착되는 클립을 나타내는 정면도 및 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치의 마찰자에 클립이 체결된 상태를 나타내는 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치의 수평조절부를 나타내는 측면도,
도 6은 기존의 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치를 나타내는 개략도,
도 7은 기존의 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치의 마찰자를 나타내는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 지지대 12 : 제어판
14 : 가이드레일 16 : 시편거치대
18 : 마찰자 20 : 클립
22 : 마찰천 24 : 몸체부
26 : 로드 28 : 이동체
30 : 나사산부 32 : 수평조절노브
34 : 체결홈 36 : 하중고정단
38 : 수평추 40 : 주몸체
42 : 탄성발휘단
본 발명은 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치에 관한 것으로서, 차량용 부품의 도막에 대한 내찰상성 시험 평가를 정확하게 재현시킬 수 있도록 한 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 외장부품(강판, 플라스틱 소재 등) 및 각종 부품의 외표면에 도장 공정을 실시하는데, 이 도장 공정은 차량의 외판용 강판에 전착을 하여 전착층을 형성하는 공정과, 상기 전착층의 표면에 중도 도막을 형성하여 소부 경화시키는 공정과, 상기 중도 도막의 표면에 색상 베이스로서 상도 도료를 도장하 여 상도 도료층을 형성하는 공정과, 상도 도료층의 셋팅 후 그 표면에 투명한 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 공정 등으로 진행된다.
이와 같은 도장 공정에서 도막의 부착성이 도장의 품질을 판단하는데 중요한 잣대가 될 수 있는 바, 도막의 부착성(밀착성)이란 도막과 그 아래의 하지면이 붙어 잘 떨어지지 않는 성질을 말한다.
이러한 도막의 부착성을 향상시키고자, 프라이머를 처리하고 중도, 상도 처리 공정을 실시하는 것이다.
이러한 차량용 페인트 도막은 자동세차기, 모래, 손톱, 손세차, 보수도장후의 샌딩 등에 의해 도막표면이 긁힘으로 인해 표면찰상이 발생하기 마련이다.
이에, 차체용 외판 도막의 감성품질은 광택 및 색상 뿐만 아니라 소비자에 게 인도되기 전에 상기와 같은 찰상에 의한 손상을 입지 않아야 함은 매우 중요하다.
따라서, 차체용 도막의 내찰상성 품질을 평가하여 양산 품질관리와 신재료 개발하고자 소형 세차성 시험법, 러빙 시험법, 모래의 분무에 의한 시험법, 뾰족한 강철심에 의한 스크래치 시험법 등에 의해 도막의 내찰상성을 시험하게 된다.
상기 러빙시험법(Mar Scratch 시험법)을 위한 러빙 시험기를 이용하게 되는데, 마찰액을 시험편에 도포하고 천조각을 겹친 마찰자로 왕복운동시켜 도막에서 발생하는 내찰상성을 평가하게 된다.
이때, 스크래치 손상 정도는 통상 광택유지율(%)로 평가하며, 광택유지율은 시험평가 전의 광택과 내찰상성 시험 후의 광택과의 비(광택유지율(%) = 시험후 광 택 / 최초 광택×100)로 구할 수 있다.
기존의 러빙 시험법에 사용되는 내스크래치 평가 장비를 첨부한 도 5를 참조로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6에서 보는 바와 같이, 종래의 내스크래치 평가 장비는 좌우 방향으로 0.5cycle/sec 속도로 왕복 운동하는 소정 면적의 시편 거치대(100)와; 이 시편 거치대(100)에 지렛대와 같이 고정되는 마찰자 지지대(200)와; 상기 거치대(100)에 올려진 시편의 표면에 밀착되도록 상기 마찰자 지지대(200)에 일체로 장착된 마찰자(접촉면적 20mm×20mm)와; 상기 마찰자(300)가 시편(400)의 표면에 밀착되도록 마찰자(200)의 상면에 올려져 200gf의 하중으로 작용하는 무게추(500)로 구성되어 있다.
따라서, 상기 마찰자(300)의 저면에 마찰액을 머금은 천조각(600)을 보통의 고무밴드(700) 등으로 묶어 준 다음, 상기 시편 거치대(100)와 함께 시편(400)을 왕복 운동시키게 되면, 상기 천조각(600)으로 묶여진 마찰자(300)의 저면과 상기 시편(400)간의 마찰로 인하여, 시편(400)의 표면에 스크래치가 발생되게 한다.
즉, 마찰자 아래의 시험편 표면에 마찰액을 도포후 마찰자 위에 200gf의 추를 올려 놓고 시편을 왕복운동시켜 표면찰상을 발생시키게 된다.
상기와 같은 기존 방법으로 발생된 표면 찰상은 그 형상이나 손상정도가 시험자에 따라, 동일 시험자라도 시험때 마다 다르게 나타난다. 시편 거치에서부터 평가가 완료되는 전체 과정이 대부분 단순한 왕복기계 조작으로 이루어지는 점을 감안할 때 재현성의 결여 문제점이 있고, 그 원인은 다음과 같다.
1) 시험편의 왕복시 시편의 떨림문제로서, 시험편의 코팅두께 및 소지층의 두께가 다를 때, 기존의 단순왕복 장치는 시편의 이동시 수평이 맞지 않아 시편 전체에 고르게 찰상을 가할 수 없고, 시편의 왕복운동시 떨림이 발생하여 찰상이 균일하지 않다.
이렇게 불균일한 표면 찰상으로 인하여, 측정시 시편의 상중하/좌우방향으로 가장 큰 손상이 발생한 곳의 광택을 측정하기가 어려워 측정의 오차가 발생한다.
2) 시험자의 수작업으로 마찰자에 장착하는 천조각의 형상 및 평가 진행중에 고정되어 있던 천조각이 느슨해지면서 발생하는 마찰액의 이탈과 200gf의 추에서 전달되는 힘의 불균형이다.
기존 마찰자의 형상은 매우 단순하며, 첨부한 도 7에서 보는 바와 같이 상기 천조각의 장착은 일상적으로 사용하는 노란 고무밴드를 이용하는 바, 천조각을 고정시킬 때 단단히 고정시키기 위해 많은 힘을 가해야하며, 고무밴드를 여러겹 접어서 단단히 고정시켜야하는 등 번거로움과 불편이 따른다. 또한 실제로 평가시에 마찰액에 의한 천조각과 시편사이의 마찰력에 의해 천조각이 느슨해지는 경우가 많다.
이렇게 천조각이 느슨해질 경우 시편의 왕복운동으로 천조각이 겹쳐지기도 하며(겹친부분에 하중이 증가하여 마찰표면에 전달되는 힘의 불균형 발생), 마찰액이 마찰자와 시편간의 접촉 영역(20mm X 20mm)을 이탈하여 더 많은 영역에서 스크래치 손상을 발생하는 등 스크래치 손상이 일정하게 발생하지 않는다.
또한, 마찰자에 천조각이 잘 고정되어 있는 경우도 천조각으로 육각형의 마 찰자를 감쌀 때 생기는 마찰자 모서리의 천조각 겹침부분에 마찰액이 모여 균일한 스크래치 손상을 얻을 수 없다.
결과적으로, 종래의 방법으로는 불균일하게 발생된 표면 찰상으로 인한 신뢰성과 재현성을 갖는 데이터를 얻을 수 없다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 시험자에 의존하지 않는 내찰상성 평가가 가능하도록 기구를 제작 시험하여, 재료의 내찰상성 시험의 재현성과 정확한 시험결과를 얻을 수 있고, 평가 작업의 효율성을 증대하고자 한 것으로서, 찰상성 평가 장비의 수평을 유지할 수 있는 노브와 마찰자 및 마찰고정 클립의 구조를 개선하여, 기존의 마찰자와 수평추와의 연결대 중간에 수평을 유지할 수 있는 노브를 장착하고, 고무밴드를 이용하여 천조각을 묶는 방식에서 비롯되는 문제점을 개선하기 위하여 마찰자의 구조를 개선하고 마찰천 고정클립으로 작업자의 숙련도와 상관없이 마찰천을 쉽게 고정시킬 수 있도록 함으로써, 기존의 불균일한 찰상문제를 해결하여 내찰상성 평가의 신뢰성과 재현성을 확보할 수 있도록 한 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치에 있어서, 제어판을 포함하는 지지대와; 상기 지지대의 상면에 그 길이방향을 따라 고정 설치되어 제자리 회전하는 선형모터 가이드레일과; 상기 가이드레일에 체결되어 좌우로 왕복운동하는 시편거치대와; 상기 지지대의 일끝단부에 장착되는 수평조절부와; 상기 수평조절부의 안쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착되는 마찰자와; 상기 수평조절부의 바깥쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착된 수평추를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치를 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 수평조절부는 중공형 몸체부와; 이 몸체부의 내부에 승하강 가능하게 위치되고 양측면에는 상기 로드가 일체로 부착되는 이동체와; 이 이동체를 회전 가능하게 관통하는 동시에 그 하단에는 상기 몸체부의 바닥면에 결합되는 나사산부가 형성된 수평조절노브로 구성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 마찰자의 하부쪽 외경면에는 마찰천 고정용 클립이 끼워지는 체결홈이 형성되고, 상면에는 수직바 형태의 하중고정단이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클립은 상기 마찰자의 하단 둘레면에 밀착되는 주몸체와; 이 주몸체의 상단 사방변에 벌어짐 가능하게 부착되어 상기 체결홈에 끼워지는 탄성발휘단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 측면도이다.
본 발명에 따른 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치는 제어판(12)을 포함하는 지지대(10)상에 소정의 배열로 설치된다.
상기 지지대(10)의 상면에는 그 길이방향을 따라 고정 설치되어 제자리 회전하는 선형모터 가이드레일(14)이 배치되고, 이 가이드레일(14)에는 시편거치대(16)가 좌우로 왕복운동 가능하게 체결된다.
보다 상세하게는, 시편의 수평 왕복이동을 위한 선형모터 가이드레일(LM-Guide)은 시편거치대(16)의 수평 왕복이동시 떨리는 현상을 제거하여 시편표면이 후술하는 마찰자(18)에 클립(20)으로 고정되는 마찰천(22)과 균일하게 마찰될 수 있다.
또한, 상기 지지대(10)의 일끝단부에는 수평조절부가 설치되는 바, 그 구성을 첨부한 도 5를 참조로 살펴보면, 상하방향으로 길다란 중공형 몸체부(24)와; 이 몸체부(24)의 내부에 승하강 가능하게 위치되고 양측면에는 로드(26)가 일체로 부착되는 이동체(28)를 포함한다.
또한, 상기 수평조절부는 이동체(28)를 회전 가능하게 관통하는 동시에 그 하단에는 상기 몸체부(24)의 바닥면에 결합되는 나사산부(30)가 형성된 수평조절노브(32)를 포함한다.
한편, 상기 수평조절부의 이동체(28)의 안쪽면에 일체로 부착된 로드(26)의 타단에는 마찰자(18)가 일체로 부착되는 바, 이 마찰자(18)의 형상을 보면 그 하부쪽 외경면에 마찰천 고정용 클립(20)이 끼워지는 체결홈(34)이 형성되고, 상면에는 추가 삽입될 수 있도록 한 수직바 형태의 하중고정단(36)이 일체로 형성된다.
반면에, 상기 수평조절부의 이동체(28)의 바깥쪽면에 일체로 부착된 로드(26)의 타단에는 수평추(38)가 일체로 부착된다.
이에, 상기 시편거치대(16)에 고정되는 시편은 코팅 두께 및 소지층의 두께에 따라 그 높이가 균일하지 않아 이동시 시편 표면에 균일하게 표면찰상을 일으킬 수 없었지만, 상기 수평조절부의 수평조절 노브(32)를 회전시켜 이동체(28)를 승하강시키는 조작에 의거 상기 시편과 마찰자가 항상 수평으로 유지되며 마찰될 수 있게 된다.
이때, 상기 마찰자(18)의 체결홈(34)에 끼워지도록 구비된 클립(20)은 첨부한 도 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 상기 마찰자(18)의 하단 둘레면에 밀착되는 주몸체(40)와; 이 주몸체(40)의 상단 사방변에 벌어짐 가능하게 부착되어 상기 체결홈(34)에 끼워지는 탄성발휘단(42)으로 구성된다.
보다 상세하게는, 상기 탄성발휘단(42)은 안쪽방향으로 오목하게 절곡 처리되어, 바깥쪽으로 벌어지는 경우 원래 위치로 복원하려는 탄성력을 갖게 된다.
따라서, 상기 마찰자(18)에 마찰천(22)을 감싼 다음, 상기 클립(20)을 마찰자(18)에 끼워주게 되면, 클립(20)의 주몸체(40)가 마찰천(22)의 전체 측면을 밀착하여 고정시키는 동시에 클립(20)의 탄성발휘단(42)이 상기 마찰자(18)의 체결홈(34)에 삽입되어 마찰천(22)의 상단을 눌러주게 됨으로써, 마찰천(22)이 마찰자(18)에 견고하게 고정된다.
즉, 상기 클립(20)의 탄성발휘단(42)에 의하여 상기 마찰자(18)에 마찰천(22)이 일정한 텐션(TENSION)을 유지하며 고정되어 재현성 있는 평가를 수행할 수 있게 된다.
이러한 구성 및 작동 구조를 갖는 본 발명의 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치와 기존의 시험장치간의 성능 시험을 위하여 아크릴-멜라민계 페인트 도막의 시편을 150mm×70mm로 제작한 후 다음과 같은 시험조건으로 내찰상성 평가를 수행하였다.
* 시험작동 조건
- 마찰자의 마찰천에 마찰액(물+먼지) 0.2ml 도포
- 시편이동 스트로크(거리) : 50 ∼ 130 mm
- 시편이동부 이동속도 : 0.2 ∼ 1.0 cycle/sec
- 시험하중 : 50 ∼ 500 gf
- 마찰자 면적 : 20 cm × 20 cm
- 표면찰상 : 시편표면을 200gf 하중에서 왕복 20회
이러한 시험 작동조건의 결과는 다음의 표 1에서 보는 바와 같다.
위의 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 장치가 기존의 장치에 비하여 최 대오차가 1.1%에 불과하므로 내찰상성 평가의 신뢰성과 재현성을 확보할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 부품의 도막 내찰상성 시험 장치에 의하면, 수평조절부 및 마찰자 고정용 클립 등을 통하여 재료의 내찰상성 시험의 재현성과 정확한 시험 결과를 얻을 수 있다.
즉, 기존의 장치에 비하여 내찰상성 평가의 신뢰성과 재현성을 확보할 수 있다.
Claims (4)
- 삭제
- 제어판을 포함하는 지지대와, 상기 지지대의 상면에 그 길이방향을 따라 고정 설치되어 제자리 회전하는 선형모터 가이드레일과, 상기 가이드레일에 체결되어 좌우로 왕복운동하는 시편거치대와, 상기 지지대의 일끝단부에 장착되는 수평조절부와, 상기 수평조절부의 안쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착되는 마찰자와, 상기 수평조절부의 바깥쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착된 수평추를 포함하여 구성된 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치에 있어서,상기 수평조절부는 중공형 몸체부와; 이 몸체부의 내부에 승하강 가능하게 위치되고 양측면에는 상기 로드가 일체로 부착되는 이동체와; 이 이동체를 회전 가능하게 관통하는 동시에 그 하단에는 상기 몸체부의 바닥면에 결합되는 나사산부가 형성된 수평조절노브로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치.
- 제어판을 포함하는 지지대와, 상기 지지대의 상면에 그 길이방향을 따라 고정 설치되어 제자리 회전하는 선형모터 가이드레일과, 상기 가이드레일에 체결되어 좌우로 왕복운동하는 시편거치대와, 상기 지지대의 일끝단부에 장착되는 수평조절부와, 상기 수평조절부의 안쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착되는 마찰자와, 상기 수평조절부의 바깥쪽면에 로드에 의하여 일체로 부착된 수평추를 포함하여 구성된 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치에 있어서,상기 마찰자의 하부쪽 외경면에는 마찰천 고정용 클립이 끼워지는 체결홈이 형성되고, 상면에는 수직바 형태의 하중고정단이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치.
- 청구항 3에 있어서, 상기 클립은 상기 마찰자의 하단 둘레면에 밀착되는 주몸체와; 이 주몸체의 상단 사방변에 벌어짐 가능하게 부착되어 상기 체결홈에 끼워지는 탄성발휘단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 부품의 페인트 도막 내찰상성 시험 장치.
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